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本试验选用7日龄仔猪为研究对象,分别研究了凝结芽孢杆菌(bacillus coagulans,BC)、葛根素(puerarin,PR)和氧化锌(zinc oxide,ZnO)对大肠杆菌(enterotoxigenic E.coli,ETEC)感染仔猪肠道功能的保护作用,为BC、PR和ZnO的开发应用提供理论基础。将40头健康的7日龄三元杂交仔猪(杜×长×大)随机分为五个处理组:对照组、ETEC组、BC+ETEC组、PR+ETEC组和ZnO+ETEC组。每组8个重复,每个重复一头猪。试验期共10天。试验期间,各处理组的基础日粮一致。试验d 4-9,BC+ETEC组口腔灌服BC(1×108 CFU/kg BW),PR+ETEC组口腔灌服PR(5 mg/kg BW),ZnO+ETEC组口腔灌服ZnO(100 mg/kg BW),对照组和ETEC组口腔灌服等量的磷酸缓冲盐溶液(PBS),连续灌服6天。于试验第8天,ETEC组、BC+ETEC组、PR+ETEC组和ZnO+ETEC组口腔灌服ETEC K88菌液(1×1010 CFU/头),对照组口腔灌服等体积的PBS。于试验第10天称重,口腔灌服D-木糖,1小时后前腔静脉采血,检测血浆生化、血细胞计数等血液指标。采血后麻醉屠宰取肠道样品,检测肠道菌群结构和有关基因、蛋白的相对表达量。1.BC、PR和ZnO对ETEC感染仔猪生长性能和血液指标的影响结果显示:(1)与对照组相比,ETEC组提高了仔猪粪便评分(P<0.05),降低了仔猪平均日采食量(ADFI)(P<0.05);与ETEC组相比,ZnO+ETEC组降低了ETEC感染仔猪粪便评分(P<0.05);BC+ETEC组提高了ETEC感染仔猪的ADFI(P<0.05),PR+ETEC组有提高ETEC感染仔猪ADFI的趋势(P<0.10)。(2)与对照组相比,ETEC组降低了仔猪血浆谷草转氨酶(AST)和肌酸激酶(CK)活性(P<0.05),有降低血浆尿素氮(BUN)的趋势(P<0.10),有提高甘油三酯(TG)的趋势(P<0.10)。与ETEC组相比,BC+ETEC组有降低仔猪血浆TG和提高血浆BUN水平的趋势(P<0.10);PR+ETEC组提高了仔猪血浆AST和CK的活性(P<0.05),有提高血浆BUN水平的趋势(P<0.10);ZnO+ETEC组提高了仔猪血浆AST活性(P<0.05),有提高血浆CK活性和降低血浆TG水平的趋势(P<0.10)。(3)与对照组相比,ETEC组提高了仔猪血液嗜碱性粒细胞百分比(BASOR)、嗜碱性粒细胞数量(BASO)、红细胞平均血红蛋白浓度测定值(CHCM)、红细胞平均血红蛋白浓度计算值(MCHC)、血红蛋白分布宽度(HDW)(P<0.05)。与ETEC组相比,BC+ETEC组降低了ETEC感染仔猪血液BASO和BASOR(P<0.05);PR+ETEC组降低了ETEC感染仔猪血液BASOR和CHCM,提高了血液白细胞(WBC)(P<0.05);ZnO+ETEC组降低了ETEC感染仔猪血液BASOR,提高了仔猪血液WBC水平(P<0.05)。结果表明:ETEC感染可导致仔猪腹泻,粪便评分上升,采食量下降,血液嗜碱性粒细胞数上升。灌服BC能够提高ETEC感染仔猪采食量,降低血液嗜碱性粒细胞数:灌服PR可提高ETEC感染仔猪采食量,降低血液嗜碱性粒细胞数;灌服ZnO可降低ETEC感染仔猪粪便评分,减少腹泻,降低血液嗜碱性粒细胞数。2.BC、PR和ZnO对ETEC感染仔猪小肠肠道形态以及菌群结构的影响结果显示:(1)与对照组相比,ETEC组降低了仔猪十二指肠、空肠和回肠的绒毛高度(P<0.05),降低了仔猪十二指肠、空肠绒毛高度/隐窝深度和绒毛表面积(P<0.05)。与ETEC组相比,BC+ETEC组提高了ETEC感染仔猪十二指肠、空肠的绒毛高度/隐窝深度和空肠绒毛表面积(P<0.05);PR+ETEC组和ZnO+ETEC组均提高了ETEC感染仔猪空肠、回肠的绒毛高度,空肠绒毛高度/隐窝深度和绒毛表面积(P<0.05)。(2)与对照组相比,ETEC组提高了仔猪血浆DAO活性(P<0.05),降低了仔猪回肠i-FABP蛋白相对表达量(P<0.05)。与ETEC组相比,BC+ETEC组提高了ETEC感染仔猪血浆D-木糖水平(P<0.05);ZnO+ETEC组降低了ETEC感染仔猪血浆DAO活性(P<0.05);BC+ETEC组、PR+ETEC组和ZnO+ETEC组均提高了ETEC感染仔猪回肠i-FABP蛋白的相对表达量(P<0.05)。(3)与对照组相比,ETEC组提高了仔猪盲肠大肠杆菌数量(P<0.05),降低了仔猪盲肠乳酸菌数量(P<0.05),结肠双歧杆菌、乳酸菌数量(P<0.05)。与ETEC组相比,BC+ETEC组提高了ETEC感染仔猪盲肠乳酸菌数量(P<0.05)、结肠双歧杆菌和乳酸菌数量(P<0.05);PR+ETEC组和ZnO+ETEC组均提高了ETEC感染仔猪盲肠和结肠乳酸菌数量(P<0.05)。以上结果表明:ETEC感染可导致仔猪小肠形态受损,提高盲肠有害菌(大肠杆菌)数量,降低盲肠和结肠有益菌(乳酸菌)数量。灌服BC能够提高仔猪盲肠有益菌(乳酸菌)和结肠有益菌(双歧杆菌、乳酸菌)数量,提高仔猪肠道的吸收功能,缓解仔猪十二指肠、空肠形态受损。灌服PR或ZnO能提高仔猪盲肠和结肠有益菌(乳酸菌)数量,缓解ETEC感染导致的空肠、回肠肠道形态受损。3.BC、PR和ZnO对ETEC感染仔猪肠道免疫和抗氧化相关指标的影响结果显示:(1)与对照组相比,ETEC组提高了仔猪血浆IL-6含量(P<0.05),有提高TNF-α含量的趋势(P<0.10)。与ETEC组相比,BC+ETEC组降低了ETEC感染仔猪血浆TNF-α含量(P<0.05);PR+ETEC组降低了ETEC感染仔猪血浆IL-6和TNF-α含量(P<0.05);ZnO+ETEC组降低了ETEC感染仔猪血浆TNF-α含量(P<0.05),有降低IL-6含量的趋势(P<0.10)。(2)与对照组相比,ETEC组降低了仔猪空肠和回肠CAT活性(P<0.05),有降低空肠T-SOD、GSH-Px活性的趋势(P<0.10)。与ETEC组相比,BC+ETEC组提高了ETEC感染仔猪空肠、回肠CAT活性(P<0.05);PR+ETEC组降低了ETEC感染仔猪空肠H2O2水平(P<0.05),提高了空肠T-SOD活性、回肠CAT和T-SOD活性(P<0.05);ZnO+ETEC组降低了ETEC感染仔猪空肠H2O2水平(P<0.05),提高了空肠、回肠CAT和T-SOD活性(P<0.05)。(3)与对照组相比,ETEC组提高了仔猪空肠和回肠的IL-1β、IL-4的基因相对表达量(P<0.05),降低了空肠ICAM1、VCAM1、MX2、GBP1、GBP2的基因相对表达量(P<0.05),降低了回肠ICAM1、MX1和MX2的基因相对表达量(P<0.05)。与ETEC组相比,BC+ETEC组降低了ETEC感染仔猪空肠IL-4基因和回肠IL-1β、IL-4的基因相对表达量(P<0.05),提高了ETEC感染仔猪空肠VCAM1、MX1和MX2的基因相对表达量(P<0.05);PR+ETEC组降低了ETEC感染仔猪空肠IL-4基因和回肠IL-1β、IL-4的基因相对表达量(P<0.05),提高了ETEC感染仔猪空肠IL-1β、ICAM1、VCAM1、MX1、MX2和GBP1和回肠GBP1的基因相对表达量(P<0.05);ZnO+ETEC组降低了ETEC感染仔猪空肠IL-4和回肠IL-1β的基因相对表达量(P<0.05),提高了ETEC感染仔猪空肠IL-1β、VCAM1、MX1和MX2和回肠MX2的基因相对表达量(P<0.05)。结论:综上所述,ETEC感染导致了仔猪血浆炎性细胞因子上升,降低了肠道抗氧化能力,促进了肠道部分炎性相关基因的表达,抑制了肠道部分炎性和免疫相关基因的表达,损伤了仔猪肠道功能。口腔灌服BC、PR或ZnO均不同程度地降低了血浆炎性细胞因子水平,缓解了ETEC感染导致肠道炎性和免疫相关基因的表达异常,提高了肠道抗氧化能力,从而缓解了ETEC感染导致肠道功能的损伤。